第3章数控铣床2

1、 第第三三章章 数控数控铣铣床床与与操作操作1教师：李教师：李 爽爽日期：日期：2014/10/17任务2.3 数控铣床基本操作【学习目标学习目标】通过本任务学习，达到以下学习目标通过本任务学习，达到以下学习目标:掌握数控铣床基本操作步骤；掌握数控铣床基本操作步骤；掌握数控铣床的手动操作及掌握数控铣床的手动操作及MDI运行；运行；掌握数控铣床的对刀操作掌握数控铣床的对刀操作掌握数控铣床程序编辑、运行和参数设置；掌握数控铣床程序编辑、运行和参数设置；了解数控铣床安全操作规程。了解数控铣床安全操作规程。v 手动回参考点手动回参考点 参考点是用于确定机床坐标系的参照点，也参考点是用于确定机床坐标系的

2、参照点，也是用于对各机械位置进行精度校准的点。是用于对各机械位置进行精度校准的点。当机床因意外断电、紧急制动等原因停机而重启动时，严格地讲应该是每次开机启动后，都应该先对机床各轴进行手动回参考点的操作，重新进行一次位置校准。 手动回参考点的操作步骤如下：2.3.1手动回参考点手动回参考点 (1) 确保机床通电且与PC电脑联机完成(已启动控制软件)，将机床操作面板上的工作方式开关置于手动回参考点的位置上。 (2) 分别按压+X、+Y、+Z轴移动方向按钮一下，则系统即控制机床自动往参考点位置处快速移动，当快到达参考点附近时，各轴自动减速，再慢慢趋近直至到达参考点后停下。 (3) 到达参考点后，机床

3、面板上回参考点指示灯点亮。此时，显示屏上显示参考点在机床坐标系中的坐标为(0，0，0)。2.3.1手动回参考点手动回参考点 本机床参考点与机床各轴行程极限点(机床原点)是接近重合的，参考点就在行程极限点内侧附近。如果在回参考点之前，机器已经在参考点位置之外，则必须先手动移至内侧后，再进行回参考点的操作；否则，就会引发超程报警。 当工作方式开关不在回参考点位置上时，各轴往参考点附近移动时将不会自动减速，到达时就可能滑出参考点或行程极限的边界之外，并引发超程报警。 注：注：当三轴回零指示灯全部亮起后，关闭回零开关，然后分别按下手动轴负向运动开关，离开机床零点位置。2.3.1手动回参考点手动回参考点

4、手动连续进给和增量进给手动连续进给和增量进给 将面板上的工作方式开关拨到“点动点动”位置后，按压轴移动方向按钮(+X、X、+Y、Y、+Z、Z)之一，各轴将分别在相应的方向上产生连续位移，直到松开手为止。若要调节移动速度，可旋动进给速度修调倍率开关，进给速度修调倍率开关，则实际移动速度等于系统内部设定的快移速度乘进给速度修调倍率。若同时按快移按钮和某个轴移动方向按钮，则在对应轴方向上，将无视进给速度修调倍率的设定，以系统内部设定的快移速度产生连续位移。 2.3.2手动连续进给和增量进给手动连续进给和增量进给 将面板上的工作方式开关拨到“步进”位置，将增量倍率选择开关(亦即进给修调开关)设定于(1

5、、10、100、1000)四挡之一的位置。每次按压/松开轴移动方向按钮一次，拖板将在相应的轴方向上产生指定数量单位的位移。通过调整改变增量进给倍率值，可得到所期望的精确位移。 当需要用手动方法产生较大范围的精确移动时，可先采用手动连续进给(点动)的方法移近目标后，再改用增量进给的方法精确调整到指定目标处。点动和步进既可用于空程移动，也可进行铣削加工。 2.3.2手动连续进给和增量进给手动连续进给和增量进给 MDI是指命令行形式的程序执行方法，它可以从计算机键是指命令行形式的程序执行方法，它可以从计算机键盘接受一行程序指令，并能立即执行。盘接受一行程序指令，并能立即执行。采用MDI操作可进行局部

6、范围的修整加工以及快速精确的位置调整。 MDI操作的步骤如下： (1) 在基本功能主菜单下，按F4功能键切换到MDI子菜单下。 (2) 再按F6键进入MDI运行方式，屏幕显示如图3-6所示画面。画面的正文显示区显示的是系统当前的模态数据。命令行出现光标，等待键入MDI程序指令。 2.3.3MDI操作操作图图2.3.3-1 MDI操作屏幕画页面操作屏幕画页面 2.3.3MDI操作操作 (3) 可用键盘在光标处输入整段程序(如G90 G01 X10.0 Y10.0 Z10.0 F100)，也可一个功能字一个功能字地输入，输完后按回车键，则各功能字数据存入相应的地址，且显示在正文区对应位置处。 若系

7、统当前的模态与欲输入的指令模态相同，则可不输入。在按回车键之前发现输入数据有误，可用退格键、编辑键修改。 若按回车后发现某功能字数据有误，则可重新输入该功能字的正确数据并回车进行更新。若需要清除所输入的全部MDI功能数据，可按功能键F1。2.3.3MDI操作操作 (4) 全部指令数据输入完毕后，将操作面板上的工作方式开关置于“自动”挡；然后，按压操作面板上的“循环启动”按钮，即可开始执行MDI程序功能。若MDI程序运行中途需要停止运行，可按功能键F1。 如果在进行MDI运行时，已经有程序正在自动运行，则系统会提示不能实施MDI运行。当一个MDI程序运行完成后，系统将自动清除刚执行的功能数据，等

8、待输入下一个运行程序段。2.3.3MDI操作操作MDI面板的操作面板的操作图图2.3.3-2 MDI面板示意图面板示意图2.3.3MDI操作操作图图2.3.3-3 MDI面板各键的位置面板各键的位置MDI面板各键的位置面板各键的位置2.3.3MDI操作操作MDI面板各键的详细说明表表2.3.3-1 MDI面板各键的详细说明面板各键的详细说明2.3.3MDI操作操作(续)2.3.3MDI操作操作(续):替换:插入:删除2.3.3MDI操作操作(续)：这个键用于将光标向右或者向前移动。光标以小的单位向前移动：这个键用于将光标向左或者往回移动。光标以小的单位往回移动：这个键用于将光标向下或者向前移动

9、。光标以大的单位向前移动：这个键用于将光标向上或者往回移动。光标以大的单位往回移动：该键用于将屏幕显示的页面向前翻页：该键用于将屏幕显示的页面往回翻页2.3.3MDI操作操作功能键和软键操作功能键和软键操作图图2.3.3-4功能键和软键操作功能键和软键操作表表2.3.3-2功能键与相应作用功能键与相应作用2.3.3MDI操作操作表表2.3.3-3 软键与相应含义软键与相应含义( ) 2.3.3MDI操作操作注意注意按下功能键后，常用屏幕之间的切换；根据配按下功能键后，常用屏幕之间的切换；根据配置的不同，有些功能键并不显示。置的不同，有些功能键并不显示。键盘输入和输入缓存区键盘输入和输入缓存区图

10、图2.3.3-5 键盘输入缓存区显示键盘输入缓存区显示2.3.3MDI操作操作报警信息报警信息图图2.3.3-6 报警信息显示报警信息显示表表2.3.3-4 报警信息报警信息2.3.3MDI操作操作钻铣用刀具及对刀钻铣用刀具及对刀v 1钻铣用刀具钻铣用刀具 在数控铣床上所能用到的刀具按切削工艺可分为三种： (1) 钻削刀具。钻削刀具。钻削刀具分小孔钻头、短孔钻头(深径比5)、深孔钻头(深径比6，可高达100以上)和枪钻、丝锥、铰刀等。 (2) 镗削刀具。镗削刀具。镗削工具分镗孔刀(粗镗、精镗)和镗止口刀等。 (3) 铣削刀具。铣削刀具。铣削工具分面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。 2.3.4数控铣

11、床数控铣床对刀对刀 若按安装连接型式可分为套装式套装式(带孔刀体需要通过芯轴来安装)、整体式整体式(刀体和刀杆为一体)和机夹式可转位刀片机夹式可转位刀片(采用标准刀杆体)等。 除具有和主轴锥孔同样锥度刀杆的整体式刀具可与主轴直接安装外，大部分钻铣用刀具都需要通过标准刀柄夹持转接后与主轴锥孔联接。如图2.3.4-1所示，刀具系统通常由拉钉、刀刀具系统通常由拉钉、刀柄和钻铣刀具等组成。柄和钻铣刀具等组成。2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀图图2.3.4-1 钻铣常用刀具构成钻铣常用刀具构成机用铰刀钻头立铣刀倾斜型镗刀杆镗刀杆直角型接柄镗杆楔型镗刀杆弹簧夹头刀柄立铣刀柄直柄工具接柄套式立铣刀具组合拉

12、钉刀柄攻丝夹头丝锥攻丝夹头刀柄组合钻夹头刀柄莫氏孔刀柄带扁尾弹簧夹头刀柄带 扁 尾莫氏孔刀柄拉钉刀柄攻丝夹头丝锥攻丝夹头刀柄组合套式立铣刀具组合钻夹头刀柄接柄镗杆楔型镗刀杆直角型镗刀杆倾斜型镗刀杆钻头立铣刀机用铰刀中轴线立 铣 刀 柄直柄工具接柄2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀v 对刀对刀 数控铣床的对刀内容包括基准刀具的对刀和各个刀具相基准刀具的对刀和各个刀具相对偏差的测定对偏差的测定两部分。对刀时，先从某零件加工所用到的众多刀具中选取一把作为基准刀具，基准刀具，进行对刀操作；再分别测出其他各个刀具与基准刀具刀位点的位置偏差值，位置偏差值，如长度、直径等。这样就不必对每把刀具都去做对刀操作

13、。如果某零件的加工，仅需一把刀具就可以的话，则只要对该刀具进行对刀操作即可。如果所要换的刀具是加工暂停时临时手工换上的，则该刀具的对刀也只需要测定出其与基准刀具刀位点的相对偏差，再将偏差值存入刀具数据库。有关多把刀具偏差设定及意义，将在刀具补偿内容中说明，下面仅对基准刀具的对刀操作进行说明。2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀 当工件以及基准刀具(或对刀工具)都安装好后，可按下述步骤进行对刀操作: 先将方式开关置于“回参考点”位置，分别按+X、+Y、+Z方向按键令机床进行回参考点操作，此时屏幕将显示对刀参照点在机床坐标系中的坐标。若机床原点与参考点重合，若机床原点与参考点重合，则坐标显示为则坐标

14、显示为(0，0，0)。 1) 以毛坯孔或外形的对称中心为对刀位置点以毛坯孔或外形的对称中心为对刀位置点 以定心锥轴找小孔中心。以定心锥轴找小孔中心。如图2.3.4-2所示，根据孔径大小选用相应的定心锥轴，手动操作使锥轴逐渐靠近基准孔的中心，手压移动Z轴，使其能在孔中上下轻松移动，记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值，即为所找孔中心的位置。2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀图图2.3.4-2 定心锥轴找孔中心定心锥轴找孔中心 定心锥轴2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀 用百分表找孔中心。用百分表找孔中心。如图2.3.4-3所示，用磁性表座将百分表粘在机床主轴端面上，手动或低速旋转主轴。然后，手动操

15、作使旋转的表头依X、Y、Z的顺序逐渐靠近被测表面，用步进移动方式，逐步降低步进增量倍率，调整移动X、Y位置，使得表头旋转一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内(如0.02 mm)，记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值，即为所找孔中心的位置。2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀 图图2.3.4-3 百分表找孔中心百分表找孔中心表头工件主轴百分表磁性表座2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀 用寻边器找毛坯对称中心。用寻边器找毛坯对称中心。将电子寻边器和普通刀具一样装夹在主轴上，其柄部和触头之间有一个固定的电位差，当触头与金属工件接触时，即通过床身形成回路电流，寻边器上的指示灯就被点亮；逐步降低步进增量

16、，使触头与工件表面处于极限接触(进一步即点亮，退一步则熄灭)，即认为定位到工件表面的位置处。 如图2.3.4-4所示，先后定位到工件正对的两侧表面，记下对应的X1、X2、Y1、Y2坐标值，则对称中心在机床坐标系中的坐标应是(X1+X2)/2，(Y1+Y2)/2)。 2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀图图2.3.4-4 寻边器找对称中心寻边器找对称中心X1X2Y2Y12Y Y212X X21X1X2Y2Y12Y Y212X X212.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀 2) 以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点 如图2.3.4-5所示，操作步骤如下：如

17、下如下 按X、Y轴移动方向键，令刀具或寻边器移到工件左(或右)侧空位的上方。再让刀具下行，最后调整移动X轴，使刀具圆周刃口接触工件的左(或右)侧面，记下此时刀具在机床坐标系中的X坐标xa。然后按X轴移动方向键使刀具离开工件左(或右)侧面。 用同样的方法调整移动到刀具圆周刃口接触工件的前(或后)侧面，记下此时的Y坐标ya；最后，让刀具离开工件的前(或后)侧面，并将刀具回升到远离工件的位置。 如果已知刀具或寻边器的直径为D，则基准边线交点处的坐标应为 22Da,yDax2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀工件原点WXYYWXMXWYZ机床原点MXXa机床原点MyybabXbbya+D/2yZZabX

18、a+D/2XXbW工件原点YXaXWYYbYaZ机床原点M机床原点M工件原点WXYYWXMXWYZ机床原点MXXa机床原点MyybabXbbya+D/2yZZabXa+D/2工件原点WXYYWXMXWYZ机床原点MXXa机床原点MyybabXbbya+D/2yZZabXa+D/2ZaMZbYbXWYYaXa2D2DXb图图2.3.4-5 对刀操作时的坐标位置关系对刀操作时的坐标位置关系2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀 3) 刀具刀具Z向对刀向对刀 当对刀工具中心(即主轴中心)在X、Y方向上的对刀完成后，可取下对刀工具，换上基准刀具，进行Z向对刀操作。Z向对刀点通常都是以工件的上下表面为基准的

19、，这可利用Z向设定器进行精确对刀，其原理与寻边器相同。如图2.3.4-6所示，若以工件上表面为Z=0的工件零点，则当刀具下表面与Z向设定器接触致指示灯亮时，刀具在工件坐标系中的坐标应为Z=100，即可使用G92Z100.0来声明。2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀图图2.3.4-6 Z向对刀设定向对刀设定G92Z100.0Z=0指示灯坯件坯件指示灯G92Z100Z02.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀 如图2.3.4-5所示，假定编程原点(或工件原点)预设定在距对刀用的基准表面距离分别为xb，yb，zb的位置处。若将刀具刀位点置于对刀基准面的交汇处，则此时刀具刀位点在工件坐标系中的坐标为(xb，

20、yb，zb)。如前所述，它在机床坐标系中的坐标应为 。此时，若用MDI执行G92 ，即可建立起所需的工件坐标系。 此外，也可先将刀具移到某一位置处，记下此时屏幕上显示的该位置在机床坐标系中的坐标值；然后，换算出此位置处刀具刀位点在工件坐标系中的坐标；再将所算出的X、Y、Z坐标值填入程序中G92指令内；在保持当前刀具位置不移动的情况下去运行程序，同样可达到对刀的目的。 ),2D,2D(aaazyx2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀 在实际操作中，当需要用多把刀具加工同一工件时，常常是在不装刀具的情况下进行对刀的。这时，常以刀座底面中心为基准刀具的刀位点先进行对刀；然后，分别测出各刀具实际刀位点相

21、对于刀座底面中心的位置偏差，填入刀具数据库即可；执行程序时由刀具补偿指令功能来实现各刀具位置的自动调整。2.3.4数控铣床数控铣床对刀对刀方法一：方法一： 用通用的文本编辑器，在其中输入编辑程序。程序编写完成后保存为以“O”开头的文件名，最好不带后缀。方法二：方法二： 可直接在控制软件中运行。按压对应功能键及回车，执行基本功能主菜单中的“程序编辑F2”“选择编辑程序F2”“磁盘程序F1后，系统弹出一文件列表对话框，如图2.3.5-1所示。按TAB键移光标到文件名栏（蓝色加亮）后回车，输入文件名OXXXX即可，然后开始输入编辑程序，程序编写完成后按F4键“保存程序”，若要编辑已有的旧程序，可在已

22、有文件列表中移光标选择所要编辑的程序文件即可。 2.3.5 2.3.5 程序输入与编辑程序输入与编辑图图2.3.5-1文件选择对话框文件选择对话框2.3.5 2.3.5 程序输入与编辑程序输入与编辑2.3.5 2.3.5 程序输入与编辑程序输入与编辑2.3.2.3.6 6 程序程序调用调用v程序程序调用调用2.3.2.3.7 7 程序程序校检及加工运行校检及加工运行图图2.3.8-1 程序校检画面程序校检画面 2.3.2.3.7 7 程序程序校检及加工运行校检及加工运行2.3.2.3.7 7 程序程序校检及加工运行校检及加工运行2.3.2.3.7 7 程序程序校检及加工运行校检及加工运行加工运

23、行的操作步骤是：加工运行的操作步骤是： 先调入程序并对好刀，将工作方式开关置于自动方式，再按机床上的“循环启动”键即可开始自动运行。如中途想暂停运行，可按机床面板上的“进给保持”键，则各轴方向的进给将暂时停止，直至再按“循环启动”键时便可继续执行。 （按进给保持时主轴不停转；若想要主轴停转，可按“主轴停转”键，但按循环启动前必须先按“主轴正转”键启动主轴）若想彻底中断程序的继续运行，可选按“停止运行F7, 在屏幕的命令行中出现“是否退出自动运行Y/N”时，按下“Y”键并回车即可；否则，将继续程序的运行。HCNC数控系统的刀具数据库设置，可在基本功能主菜单下选按“MDI功能F4”后，出现的菜单项

24、目中选择进行。其中，“刀库表F1”功能项主要应用于有自动换刀功能的加工中心机床，对铣床则无效。在此，仅对使用“刀具表F2”功能项进行刀具补偿量的设置作一些介绍。刀补设置可按如下步骤进行：刀补设置可按如下步骤进行：（1）在基本功能主菜单下按F4键，选择“MDI”方式。（2）按F2键，选择刀具表功能项，进入刀补设置画面，如图2.3.8-1所示。此时，正文窗口将显示刀补数据，可用上下左右光标键移动光标到需要设置修改的地方，也可用PGUP、PGDN页面键翻页。2.3.2.3.8 8 刀具数据库的设置刀具数据库的设置图图2.3.8-1 刀具补偿量的设置刀具补偿量的设置2.3.2.3.8 8 刀具数据库的

25、设置刀具数据库的设置 （3）按照刀号0对应D00及H00，刀号1对应D01及H01的对应关系，移动光标到所需设置刀号对应的刀具长度以及刀具半径数据出，按回车键后，命令行将出现所选刀补数据，可编辑、修改。 (4)修改完毕后，按回车键确认。若输入数据符合格式要求，所修改设置的数据将显示在正文窗口的对应位置上；否则，机器将鸣叫提示出错，原值保持不变。 对于各刀具补偿值，必须根据工件的结构尺寸、所用刀具半径、刀具与工件间的相对位置等各方面的数据综合考虑后确定。不要随心所欲地胡乱设置，否则将造成运行轨迹不正确。刀具长度补偿值设置不合适的话，还会造成刀具冲撞工作台的危险事故。2.3.2.3.8 8 刀具数

26、据库的设置刀具数据库的设置2.3.9 数控铣床安全操作规程数控铣床安全操作规程v 安全操作基本注意事项安全操作基本注意事项 1 、进入工作区域时，要穿好工作服，大袖口要扎紧，衬衫要系入裤内。女同学要戴安全帽，并将发辫纳入帽内。不得穿凉鞋、拖鞋、高跟鞋、背心、裙子和戴围巾进入车间。注意：不允许戴手套操作机床； 2 、注意不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌； 3 、注意不要在机床周围放置障碍物，工作空间应足够大； 4 、某一项工作如需要俩人或多人共同完成时，应注意相互间的协调一致； 5 、不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及 NC 单元； 6 、应在指定的机床和计算机上进行实习。未经允许，其它机

27、床设备、工具或电器开关等均不得乱动。 v 工作前的准备工作前的准备 1 、操作前必须熟悉数控铣床的一般性能、结构、传动原理及控制程序，掌握各操作按钮、指示灯的功能及操作程序。在弄懂整个操作过程前，不要进行机床的操作和调节。 2 、开动机床前，要检查机床电气控制系统是否正常，润滑系统是否畅通、油质是否良好，并按规定要求加足润滑油，各操作手柄是否正确，工件、夹具及刀具是否已夹持牢固，检查冷却液是否充足，然后开慢车空转 3 5 分钟，检查各传动部件是否正常，确认无故障后，才可正常使用。 3 、程序调试完成后，必须经指导老师同意方可按步骤操作，不允许跳步骤执行。未经指导老师许可，擅自操作或违章操作，成绩作零分处理，造成事故者，按相关规定处分并赔偿相应损失 4 、加工零件前，必须严格检查机床原点、刀具数据是否正常并进行无切削轨迹仿真运行。 2.3.9 数控铣床安全操作规程数控铣床安全操作规程v 工作过程中的安